1、第42讲高考必考题突破讲座(九)生态系统的结构和功能的解题策略考纲要求考情分析命题趋势生态系统在生命系统的结构层次中属于宏观水平，题目可设置选择题和非选择题。选择题中通常将易错易混的概念、名词混在一起，非选择题常结合实例、模式图考查生态系统的功能2016，全国卷，5T2016，天津卷，3T2015，全国卷，4T2015，海南卷，25T生态系统的结构、功能分析和生态系统的稳定性一直是命题的热点。对生态系统的结构和功能常结合食物链和食物网进行考查，对能量流动和物质循环常以生态农业、全球性环境问题为背景进行命题；其中能量流动的内涵、运算方法以及对能量流动图解的分析是重难点分值：212分1生态系统中各
2、成分的判断(1)根据生物类型判断生态系统的成分“自养型生物”“生产者”，即包括光能自养生物(包括绿色植物和蓝藻等)和化能自养生物(包括硝化细菌、硫细菌、铁细菌等)。“捕食异养或寄生异养型生物”“消费者”，其不能直接把无机物合成有机物，而是以捕食或寄生方式获取现成的有机物来维持生活。“腐生异养型生物”“分解者”，其是能把动植物的遗体、残枝败叶转变成无机物的腐生生物，也包括少数的动物(如蚯蚓等)。(2)关注生态系统成分必须明确的几个“未必”生产者未必都是植物(如蓝藻、硝化细菌)，植物未必都是生产者(如菟丝子营寄生生活，属于消费者)；消费者未必都是动物(如营寄生生活的微生物等)，动物未必都是消费者(
3、如秃鹫、蚯蚓、原生动物等以动植物残体为食的腐生动物属于分解者)；分解者未必都是微生物(如蚯蚓等动物)，微生物未必都是分解者(如硝化细菌、蓝藻等)。2生态系统中营养级的判断判断生物在生态系统中所处的营养级，先依据各种生物的有机物总量、能量、数量或有毒物质富集量等绘出食物链，然后加以判断。(1)营养级的计算从生产者开始，每一个环节为一个营养级。(2)营养级与消费者的级别并不一致，营养级消费者级别1。因为营养级从生产者开始，消费者级别从初级消费者开始。(3)分解者在生态系统中不能归入任何一个营养级。这是由于分解者与动植物之间是腐生关系而不是捕食关系，不能列入捕食链，也就不能列入营养级。3食物网中生物
4、数量变化的分析与判断(1)食物链的第一营养级生物减少，相关生物都减少。(2)“天敌”减少，被捕食者数量增加，但随着数量增加，种内斗争加剧，种群密度还要下降，直到趋于稳定。(3)“中间”营养级生物减少的情况，举例如下：若青蛙突然减少，则以它为食的蛇将减少，鹰过多捕食兔和鸟，从而导致兔、鸟减少，因鹰不只捕食蛇一种生物，它可以依靠其他食物来源维持数量基本不变。4能量流动图解分析(1)本图涉及到三个营养级(第一、二、三营养级)，从能量的去向角度看，每个营养级由四个部分组成：流向下一个营养级的能量、被分解者分解利用的能量、自身呼吸消耗的能量和未被利用的能量。(2)从能量的来源看，本图中的能量有两个来源：
5、一是生产者通过光合作用固定的太阳能；二是人为投入的有机物的能量。其中，生产者的光合作用是能量的根本来源，但在一些人工生态系统中，有机物的投入可能是能量的主要来源。(3)未被利用的能量主要是用来维持该营养级存在的能量，如果这部分能量被下一个营养级或其他方面所利用，则该营养级的个体数量就会明显下降，从而破坏生态系统的稳定性。解题方法1采用列表比较法从形式、特点、范围、联系等方面比较物质循环与能量流动。2运用模式图法分析物质循环路径、能量流动渠道。3运用规律法解决食物网中生物数量变化分析，计算能量流动。答题步骤1从题中获取有用信息，大致了解所考查的知识点。2从题意中找出关键信息，凡物质循环习题一定首
6、先明确四大成分(既可通过物质循环规律，还可通过能量流动规律确定)。3构建食物网图，然后运用所学知识一一作答。规范答题1文字叙述类的题目要规范解答。例如：(1)为何某营养级的同化量加上呼吸量不等于摄入量时就应该回答“摄入量应等于同化量加粪便量，呼吸量是同化量的一部分”。(2)在回答诸如“能量流动的特点”“物质循环与能量流动关系”时，教材中都有标准描述，只需依照作答。生态系统的结构和功能是生态学的基础，又容易将种群与群落的知识结合在一起综合出题，生态是必考专题。命题有以下几个角度。角度一结合能量流动或物质循环判断生态系统的组成成分生态系统各成分间的关系(习题呈现方式一)(习题呈现方式二)角度二结合
7、实例考查物质循环和能量流动规律图1为某地自然生态系统中碳循环示意图。图2为该生态系统中能量定量不定时分析示意图。例1 (2016全国卷)冻原生态系统因其生物的生存条件十分严酷而独具特色，有人曾将该生态系统所处的地区称为“不毛之地”。回答下列问题：(1)由于温度的限制作用，冻原上物种的丰富度较低。丰富度是指_群落中物种数目的多少_。(2)与热带森林生态系统相比，通常冻原生态系统有利于土壤有机物质的积累，其原因是_低温下，分解者的分解作用弱_。(3)通常，生态系统的食物链不会很长，原因是_能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的_。解析(1)丰富度是指群落中物种数目的多少。(2)冻原生态系统中，因环
8、境温度低，分解者的数量少且分解能力弱，导致土壤有机物质分解量少，有利于土壤有机物质的积累。(3)因能量沿食物链流动时是逐级递减的，所以生态系统的食物链不会很长。1请阅读以下材料并回答相关问题。“不必说碧绿的菜畦，光滑的石井栏，高大的皂荚树，紫红的桑椹；也不必说鸣蝉在树叶里长吟，肥胖的黄蜂伏在菜花上，轻捷的叫天子(云雀)忽然从草间直窜向云霄里去了。油蛉在这里低唱，蟋蟀们在这里弹琴。”(选自鲁迅先生从百草园到三味书屋)(1)“百草园”这个生态系统的结构包括_生态系统的组成成分_、！食物链和食物网(或营养结构)#。(2)“百草园”的枯枝落叶或动物尸体不会大量堆积，从生态学角度分析原因：_细菌等分解者
9、具有分解枯枝落叶和动物尸体的作用(合理即可)_。(3)“百草园”中某昆虫种群中雌雄个体通过气味相互识别，这属于_化学_信息，说明_种群的繁衍_离不开信息传递。请再找出“百草园”中体现生态系统信息传递的一个例子：_鸣蝉的长吟、油蛉的低唱、蟋蟀弹琴等(答出一个即可)_。(4)下图为“百草园”生态系统中能量流经第二营养级的示意图，则B、D的含义分别是_分解者利用量_、_(初级消费者)用于生长、发育和繁殖的能量_。解析(1)生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构(食物链和食物网)。(2)分解者可将遗体残骸分解。(3)气味属于化学信息。信息的传递有利于种群的繁衍。(4)初级消费者的摄入量减去粪便
10、量为同化量A，粪便流向分解者B，D代表初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量，其遗体残骸流向分解者，C可表示呼吸作用。课时达标第42讲1为了了解某草原生态系统的食物网组成，某生物小组调查并统计了其中多种生物之间的食物关系，如下表所示(表中“”表示构成食物关系)，表中甲为该草原生态系统的生产者。请回答下列问题：被捕食者捕食者甲乙丙丁戊己乙丙丁戊己庚(1)表中未列出的该草原生态系统的成分是_非生物的物质和能量、分解者(缺一不可)_，该草原生态系统的功能是_物质循环、能量流动、信息传递(缺一不可)_。(2)该草原生态系统的食物网包含_4_条食物链，处于第三营养级的生物是_丙、己、戊、庚_，所处营养级最
11、多的生物是_庚_。(3)乙与丙的关系是_捕食与竞争_；庚的同化量的去路有被分解者分解、_呼吸消耗_、_未利用_。(4)庚为外来物种，当其迁入该生态系统后种群数量增长速率变化曲线如下图甲所示，已知庚的环境容纳量为K，请在图乙中画出庚的种群数量与时间的关系曲线，要求标出t1、t2对应的数值。答案(4)如图2近年来，我国部分地区多次陷入严重雾霾之中，给人们的健康与生活造成了很大影响，其中一个重要原因是化石燃料的不良排放。如图为生态系统碳循环示意图。请回答下列问题：(1)图中的AB1B2B3构成了_食物链_，该生态系统的_物质循环和能量流动_是沿着这种渠道进行的。(2)碳元素通过_光合作用和化能合成作
12、用_途径进入生物群落，为生物的_呼吸_作用。为防止雾霾天气，人们应采取的措施是_大量植树造林、减少化石燃料的燃烧、改善化石燃料的品质_(至少两条)。(3)图中B1、B2、B3的数量会在一定范围内波动，说明生态系统具有_自我调节_能力，这种能力主要通过_(负)反馈_调节机制来实现。(4)图中捕食者能依据被捕食者的气味捕猎，说明信息传递在生态系统中的作用是_调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定_。解析(1)分析图示可知：A为生产者，B1、B2、B3为消费者，C为分解者，其中生产者和消费者参与食物链的构成，所以图中的AB1B2B3构成了食物链。食物链是生态系统物质循环和能量流动的渠道。(2)过程表
13、示碳元素以CO2的形式通过光合作用和化能合成作用从大气中进入生物群落，过程为生物的呼吸作用。采取大量植树造林、减少化石燃料的燃烧、改善化石燃料的品质等措施，可以防止雾霾天气的发生。(3)图中B1、B2、B3的数量会在一定范围内波动，说明生态系统具有自我调节能力，而负反馈调节机制是生态系统自我调节能力的基础。(4)捕食者能依据被捕食者的气味捕猎，被捕食者同样也能够依据捕食者的气味或行为特征躲避猎捕。说明生态系统的信息传递具有调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定的作用。3如图甲为某湖泊生态系统的能量金字塔简图，其中、分别代表不同的营养级，m1、m2代表不同的能量形式。图乙为能量流经该生态系统某一
14、营养级的变化示意图，其中ag表示能量的多少。请据图回答问题。(1)图甲中，m1、m2表示的能量形式分别为_太阳能(或同化固定的能量)_、_热能(或呼吸作用散失的热量)。位于营养级的生物个体数量一般远远少于营养级，主要原因是_营养级越高，可利用的能量越少(或营养级高的物种，往往体型较大)_。(2)图乙中，若A表示图甲中营养级所摄入的全部能量，则B表示_营养级同化的能量_，C表示_营养级用于生长、发育和繁殖的能量_。若图甲中营养级所固定的太阳能总量为y，营养级、间的能量传递效率是_b/y100%_(用图中所给字母的表达式表示)。(3)由图乙可以总结出生态系统能量流动的主要特点是_单向流动，逐级递减
15、_。4某地出现了较为严重的自然灾害，导致此区域的自然保护区生态环境被破坏，如图为被毁的自然保护区在人为干预下恢复过程中的能量流动图(单位：103 kJm2a1)。请分析并回答下列问题：(1)由图中数据可知，生产者固定的能量值为_11105_kJm2a1_，肉食动物需补偿输入的能量值为_5103_kJm2a1_。由图可知，营养级_较高_(填“较高”或“较低”)的生物在这场灾害中受到的影响较大。(2)在人为干预下，能量在第二营养级到第三营养级、第三营养级到第四营养级之间的传递效率分别为_156%_、_333%_。(3)由图可知，用于植食动物自身的生长、发育、繁殖等的能量值是_12104_kJm2a
16、1_。解析(1)由图中数据可知，生产者固定的能量包括：自身呼吸消耗、转化为其他形式的能量和热能；流向下一营养级；残体、粪便等被分解者分解；未被利用的。所以其固定的能量值为(2370143)103 kJm2a111105 kJm2a1；据图分析，流入到肉食动物的能量植食动物的能量热能未利用分解者(1424905)10325103 kJm2a1，肉食动物同化的能量流向顶位肉食动物的能量热能未利用分解者(0252151005)10375103 kJm2a1，来源于植食动物的能量为 25103 kJm2a1，则补偿输入为5103 kJm2a1。由图可知，营养级越高，补偿输入的能量越多，所以营养级较高的
17、生物在这场灾害中受到的影响较大。(2)图中食物链中第二营养级同化的能量是14103 kJm2a1，加上补偿的能量2103 kJm2a1，第二营养级的总能量是16103 kJm2a1 ，第三营养级从第二营养级同化的能量是25103 kJm2a1，所以能量在第二营养级到第三营养级之间的传递效率为2516100%156%。能量在第三营养级到第四营养级之间的传递效率为025103(75103)100%333%。(3)第二营养级的总能量是16103 kJm2a1，用于呼吸消耗的能量为4103 kJm2a1，则用于植食动物自身的生长、发育、繁殖等的能量值是同化能量呼吸消耗16103410312104 kJ
18、m2a1。5蜜蜂是一种群聚的益虫，蜜蜂的筑巢、语言以及采粉酿蜜都引起了人们极大的兴趣。(1)蜜蜂的侦察蜂在发现蜜源后，回到蜂窝内通过特殊的语言传达给其他同伴，如果侦察蜂跳“圆圈舞”，则表明蜜源的距离很近，在百米之内，这种信息是_行为信息_。(2)蜜蜂可以从很多植物的花朵上采集花粉，同时也为这些植物传粉，这种关系在生态学上包含种间互助和_捕食_，从生态系统的功能看，信息传递可以_调节生物的种间关系_，以维持生态系统的稳定。(3)蜜蜂是如何发现蜜源的？有人从以下几方面进行探究。实验材料为蜜蜂100只，1朵作为常见蜜源的黄色5瓣的植物花朵，白纸，剪刀，染料，无色且与蜜源味道相同的制剂。实验设计见表：
19、组别假设操作步骤预测结果结论1通过花的味道识别2通过花的颜色识别3通过花的外形识别第1、2组实验传递的信息分别属于_化学信息_、_物理信息_。第2组的“模拟花”在味道、颜色和外形等方面的要求是_将白纸染成花朵的颜色(黄色)，无特殊的味道，且形状与花朵不同_。如果将3组的“模拟花”摆在蜂箱周围同时进行实验时，应注意的问题是：a_“模拟花”与蜂箱的距离相等_；b_晴天无风(其他合理答案亦可)_。每组实验测定的指标是_单位时间内落到实验材料(模拟花)上的蜜蜂数目_。6我国西部资源开采过度，草原植被遭到破坏，生物多样性锐减，由此引起生态环境恶化。现在，保护生态环境，实现可持续发展，已经成为西部开发中面
20、临的最紧迫、最艰巨的任务。如图表示一个草原生态系统的营养结构，请据图回答问题。(1)图中共有_8_条食物链。优良牧草与杂草、毒草之间的关系主要表现为_竞争_。当草色返青时，“绿色”为食草动物提供了可以采食的信息，体现了_信息传递_在生态系统中的作用。(2)除图中所示生物类群外，该生态系统的生物组成成分还应有_分解者_，这样才能保证其物质循环的正常进行。无机环境中的碳以_二氧化碳_的形式进入该群落，在该食物网中若能量传递效率按10%计算，则鹰每增加a kJ能量，至少需要草提供能量_100a_kJ。(3)狐能够依据松鼠留下的气味去猎捕后者，松鼠同样也能够依据狐的气味或行为特征躲避猎捕，这表明信息还
21、能够_调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定_。(4)生态系统具有一定的自我调节能力，_负反馈_调节是该调节能力的基础。解析(1)图中共有8条食物链。优良牧草与杂草、毒草之间因争夺阳光、水分和营养物质等，表现为竞争关系。当草色返青时，“绿色”为食草动物提供了可以采食的信息，体现了生态系统的信息传递功能。(2)生态系统的生物组成成分有生产者、消费者和分解者。图中只出现生产者和消费者，还缺少分解者。无机环境中的碳主要以CO2的形式被生产者通过光合作用合成有机物，进入生物群落。若要求出鹰每增加a kJ能量，需要草提供的最少能量，则要用鹰所在的最短食物链计算，即图中食物链：草鼠鹰，至少需要草提供的能量为a10%10%100a kJ。(3)狐和松鼠留下的气味属于化学信息。狐能够依据松鼠留下的气味去猎捕后者，松鼠同样也能够依据狐的气味或行为特征躲避猎捕，这表明在生态系统中，信息能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。(4)负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统自我调节能力的基础。